JP2010525366A

JP2010525366A - 計測機器および方法

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Publication number: JP2010525366A
Application number: JP2010506251A
Authority: JP
Inventors: マイケルボレンスタイン
Original assignee: ブルックスオートメーションインコーポレイテッド
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2010-07-22
Also published as: TWI509232B; US20140081581A1; EP2140241A4; JP5905137B2; EP2140241A1; US8589107B2; WO2008133927A8; CN101688813A; JP2015143692A; US8195418B2; CN101688813B; TW200912270A; US20080270046A1; US20120239307A1; WO2008133927A1

Abstract

プロセッサと、第１のセンサと、第２のセンサとを有する計測機器である。該プロセッサは、物理的量の計測を実施する計測信号を出力するように適合される。該第１のセンサおよび該第２のセンサは該プロセッサに接続され、物理的量の第１の計測および第２の計測をそれぞれ生じるように動作可能である。該プロセッサは、計測信号が第１の計測に依存し、第２の計測に依存しない第１の計測範囲を定義する。該プロセッサは、計測信号が第２の計測に依存し、第１の計測に依存しない第２の計測範囲を定義する。第１の範囲および第２の範囲は既定の遷移で交わる。第１の計測および第２の計測は該遷移では異なり、計測信号において実施される計測は、急激に変化することなく、該遷移に交差する。

Description

＜例示的な実施形態の分野＞
本明細書で開示されている例示的な実施形態は計測機器に関し、より詳細には、複数のセンサを有する計測機器に関する。

＜関連技術の簡単な説明＞
圧力または気体密度等の種々の物理的特性を計測するために、多数の異なる種類のセンサが使用されている。異なる種類のセンサは異なる動作範囲を有する場合があるため、拡大された動作範囲で、異なる種類のセンサを単一の圧力機器へ統合したいという要望がある。例えば、ポンプを使って気体の圧力を真空化すると、機器の出力は、まず、センサの１つからの読取値に対応できる。次に出力が閾値に達すると、出力は、低圧でより良い精度を有する別のセンサからの読取値に対応するように切り替えられる。この種の構成は、適した精度で機器が動作可能な圧力または密度範囲を上回ることができるという利点があるが、欠点もある。最も知られているのは、２つのセンサ間での切り替えにおいて問題が生じる可能性である。２つのセンサが閾値において同一の読取値を示さない場合、機器がセンサ間を切り替える際に機器出力に急激な変化が生じることがある。２つのセンサ間の読取値の差が小さい場合でも、この急激な変化によって望ましくないヒステリシス効果が生じる可能性がある。例えば、圧力を制御するように意図されているフィードバックループの一部に出力が使用されている場合、問題が生じることがある。出力の導関数がフィードバックループのフィードバック信号として使用される場合には、導関数が遷移閾値において非常に高くなるため、この難点がより顕著になる場合がある。従って、２つ以上のセンサからの読取値を組み合わせ、読取値間の円滑な遷移を可能にする圧力機器を提供することが望ましいといえる。

例示的な一実施形態では、プロセッサ、第１のセンサおよび第２のセンサを有する計測機器を提供する。プロセッサは、物理的数量の計測を実施する計測信号を出力するように適合されている。第１のセンサおよび第２のセンサはプロセッサに接続され、物理的数量の第１の計測および第２の計測のそれぞれを生じるように動作可能である。プロセッサは、計測信号が第１の計測に依存し、第２の計測に依存しない第１の計測範囲を定義する。プロセッサは、計測信号が第２の計測に依存し、第１の計測に依存しない第２の計測範囲を定義する。第１の範囲および第２の範囲は、既定の遷移と交わる。第１の計測および第２の計測は遷移において異なり、計測信号において実施される計測は急激な変化をせずに遷移と交差する。

別の例示的な実施形態において、圧力計は圧力インジケータを含む。第１の圧力センサは圧力インジケータに接続され、第１の圧力の読取値を生じるように動作可能である。第２の圧力センサは圧力インジケータに接続され、第２の圧力の読取値を生じるように動作可能である。圧力インジケータは、第１の圧力読取値が既定の圧力閾値を上回り、かつ低下している場合に、第２の圧力読取値に応答せずに、第１の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成される。圧力インジケータは、第１の圧力読取値が既定の圧力閾値未満であり、かつ低下している場合に、第１の圧力読取値に応答せずに、第２の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成される。圧力インジケータは、第１の圧力読取値が既定の圧力閾値と略等しい場合に、閾値圧力を含む表示された圧力範囲にわたって連続関数として圧力を表示するように構成され、第２の圧力読取値は第１の圧力読取値とは異なる。

さらに別の例示的な実施形態において、圧力計は圧力インジケータを含む。第１の圧力センサは圧力インジケータに接続され、第１の圧力の読取値を生じるように動作可能である。第２の圧力センサは圧力インジケータに接続され、第２の圧力の読取値を生じるように動作可能である。圧力インジケータは、第１の圧力読取値が既定の閾値圧力を下回り、かつ上昇している場合に、第２の圧力読取値に応答せずに、第１の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成される。圧力インジケータは、第１の圧力読取値が既定の閾値を上回り、かつ上昇している場合に、第１の圧力読取値に応答せずに、第２の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成される。圧力インジケータは、第１の圧力読取値が既定の圧力閾値と略等しい場合に、閾値圧力を含む表示圧力範囲にわたり連続関数として圧力を表示するように構成され、第２の圧力読取値は第１の圧力読取値とは異なる。

さらに別の例示的な実施形態において、方法は、第１のセンサによって定量化可能な物理的特性の第１の読取値の生成を含む。方法は、第２のセンサによって定量化可能な物理的特性の第２の読取値の生成をさらに含む。方法は、物理的特徴の第１の範囲にわたる、第１の読取値のみに応答可能な物理的特性の規模の表示をさらに含む。方法は、物理的特性の遷移規模において第１の範囲に隣接する物理的特徴の第２の範囲にわたり、第２の読取値のみに応答可能な物理的特性の規模の表示をさらに含む。方法は、表示された規模が第１の範囲と第２の範囲との間の遷移において急激に変化しないように、第１の領域または第２の領域のうちの少なくとも１つにおける物理的特性の表示された規模の調整を含み、第１の読取値および第２の読取値は遷移規模で異なる。

添付の図面に関して記述される以下の記載において、例示的な実施形態を説明する。

計測機器の例示的な一実施形態を組み込む基板処理装置の上面概略図である。図１の例示的な実施形態の計測機器の概略図である。図１の処理装置の種々のパーツの間の接続を示すシステム図である。例示的な実施形態に従う、センサ信号を示す信号図である。例示的な実施形態に従う、センサ信号を示す別の信号図である。例示的な実施形態に対応するフローチャートである。例示的な実施形態に対応する別の信号図である。

図１は、例示的な基板処理装置１００を示す。装置は、以下にさらに説明されるように、圧力計測機器４００の例示的な実施形態を有してもよい。基板処理装置は、圧力計測機器４００の実施例の応用例として記載されている。圧力計測機器は、任意の適した圧力または真空チャンバ内の圧力または気体密度の計測等の任意の適した用途で使用してもよく、または任意の圧力または真空チャンバとは無関係に動作してもよいことが理解されよう。例示的な実施形態は、図面に示され、以下に説明される実施形態を参照して記述されるが、これらの態様は多くの別の形の実施形態で実施可能であることが理解されるであろう。さらに、任意の適したサイズ、形状、または種類の要素または材質を使用できる。図１において、装置１００は便宜上、前端２００および後端３００を有するものとして記載してもよい。前端２００はフレーム２３０を有してもよく、例えば、制御環境１０５内で動作する基板移送装置２１０を含んでもよい。移送装置２１０は、アーム２１５およびアームを動かすために動作可能な駆動機構２２０を有してもよい。アーム２１５は基板を支持するためのエンドエフェクタ２５０を有してもよい。

実施例の装置１００の前端２００は、ロードポート１２０、１２５（例示のために２つが示されている）をさらに含んでもよい。ロードポートはインターフェースに基板カセット１３０を提供する。各基板カセットはいくつかの基板を保持するために適合されており、これらを密閉された筺体内に保持してもよい。ロードポート１２０、１２５はカセット１３０を可撤的に保持し、カセットのドアを開けるための機構（図示せず）を含んでもよく、これによって、前端２００の制御環境１０５内からカセットに配置される基板へのアクセスが可能になる。制御環境１０５はハウジングに収容してもよく、制御環境１０５の圧力を計測するために圧力計４７０に接続してもよい。ロードポート１２０、１２５からの移送装置２１０は、ロードロック１３５、１４０と対向している。ロードロック１３５、１４０は前端２００を後端３００に接続する。各ロードロック１３５、１４０は、前端２００の制御環境１０５に接続される弁４０５、４１０、および、後端３００の輸送室３０５に収容される隔離環境３１０に接続される別の弁４１５、４２０を有する。輸送室３０５の隔離環境３１０は、例えば、真空、窒素等の不活性気体、またはその他の流体にしてもよい。前端２００の制御環境１０５は、非常に低いレベルの粒子状汚染物質で維持される大気圧のクリーンエアにしてもよい。かくして、ロードロック１３５、１４０は、２つの環境１０５、３１０の隔離を維持しつつ、前端２００および後端３００の間の基板の通過を可能にする。図１において、ロードロック１４０は、ロードロックを加圧する流入弁４８０、およびロードロックを減圧する真空ポンプ４６５の両方に接続されているものとして示される。

実施例の装置１００において、後端３００は、輸送室３０５を画定するフレーム３１５を含む。上記のように、輸送室３０５は、真空状態等の隔離環境３１０を保有してもよい。圧力計４７５は、隔離環境３１０の圧力の読み取りのために輸送室３０５に接続してもよい。基板移送装置３２０は、輸送室３０５内に配置してもよい。移送装置３２０は、フレーム３１５に接続される駆動機構３２５、およびエンドエフェクタ３６５に接続される一組の対向アーム３３５、３４０を含んでもよい。

図１の実施例の装置１００では、輸送室３０５の周囲にいくつかの処理モジュール３７０が配置される。処理モジュール３７０は、基板上に電気回路またはその他の所望の構造を形成するために、または計量機能またはその他の機能を実行するために、種々の蒸着、エッチング、研磨、清浄またはその他の種類の加工によって基板上で作動してもよい。処理モジュール３７０は、基板が輸送室から処理モジュールへと通過できるようにするために、またはその逆のために、チャンバ３０５に接続される。例示的な実施形態では、処理モジュールは、例えばスロット弁またはその他の適したドアを介して等、輸送室から隔離可能にしてもよいため、処理モジュールのうちの１つ以上は、輸送室３０５の雰囲気または真空から隔離されている不活性気体（例：窒素、アルゴン）等の雰囲気を保持できるようにしてもよい。処理モジュールのうちの１つ以上は、工作物処理（例：低真空）荷重圧力（例：工作物の荷重／除荷時の高真空）およびアクセス圧力（例：モジュールの保守のための雰囲気）時における動作圧力等の変動圧力を受けるようにしてもよい。同様に、輸送室３０５はさらに、異なる圧力を受けてもよい。例示的な実施形態では、処理モジュールのうちの１つ以上は、さらに以下に記載されるように、処理モジュールの圧力を計測可能な圧力計または計測機器４００を有してもよい。

ロードロック１４０は、圧力計測機器４００とも接続してもよい。ロードロック１３５はさらに同様の圧力計測機器に接続してもよい。圧力計測機器４００は、ロードロック１４０、輸送室３０５または処理モジュール等の装置１００の所望のセクション内の雰囲気４５０の絶対圧力を計測してもよい。別の実施形態において、計測機器は、相対圧力または差圧、あるいはその両方を計測してもよい。その他の実施形態において、機器４００は、気体密度または圧力計測に代用として役目を果たすことが可能なその他の物理的特徴を計測してもよい。さらにその他の実施形態において、計測機器は任意の適した物理的特徴を計測してもよい。

図２は、例示的な実施形態に従った、計測機器４００の概略図である。示されている例示的な実施形態では、計測機器４００は、例えばケーシングまたはハウジング４００Ｃに収容される統合された機器にしてもよい。従って、例示的な実施形態では、計測機器４００は、例えば輸送室、処理モジュールまたはロードロック等の処理装置１００の所望のセクションの任意の１つ以上に交換可能に設置してもよい。別の実施形態において、計測機器は、任意の所望の装置における雰囲気の所望の物理的特徴を計測するように配置してもよい。その他の別の実施形態において、さらに以下に記載されるように、計測機器は、機器によって計測された雰囲気を保持する装置またはツール内に統合してもよい。図２に図示されるように、例示的な実施形態では、ケーシング４００Ｃは、装置１００の計測されたセクション（例）ロードロック１４０またはプロセスモジュール３７０）内に保持される雰囲気４５０と連通する圧力エンベロープ４２５を画定するように構成してもよい。このため、圧力エンベロープ４２５内の圧力はロードロック１４０内の圧力と略同じである（以下に参照されるロードロック１４０は、装置１００の典型的なセクションにすぎない）。例示的な実施形態では、圧力エンベロープは例示のために、ハウジング内に配置されているものとして図示される（例えば、通信のために雰囲気４５０および圧力エンベロープ４２５を有する装置内部間にポートを備えてもよい）。別の実施形態において、計測機器の圧力エンベロープは、機器ハウジングの外装を含み、所望に応じて配置してもよい。示される例示的な実施形態では、３つの圧力センサは圧力エンベロープに接続し、エンベロープ内の圧力を計測できるように動作可能にしてもよい。別の実施形態において、より多いまたはより少ない圧力センサを、圧力エンベロープ内の圧力を感知するために接続してもよい。その他の別の実施形態は圧力エンベロープを有してもよく、または有さなくてもよく、任意の適した数のセンサを有してもよい。例示的な実施形態では、圧力センサ４３５はピエゾ抵抗ダイアフラム（ＰＲＤ）を含んでもよい。ダイアフラムの一方の側は圧力エンベロープ４２５に接続してもよい。ダイアフラムの別の側は、ＰＲＤが絶対ダイアフラムセンサになるように、高い真空状態で密閉してもよい。ＰＲＤセンサ４３５は、圧力エンベロープ４２５内で圧力エンベロープ４２５の絶対圧力を探知するように動作可能にしてもよい。例えば、圧力変化によって、応力または応力変化あるいはダイアフラムの抵抗力に影響するピエゾ抵抗ダイアフラム内の応力が生じてもよい。こうして、センサ４３５は、ダイアフラム内の電気抵抗の変化を計測することにより、エンベロープ４２５内の圧力または圧力変化を感知してもよい。センサ４４０はさらに、圧力エンベロープ４２５に接続してもよい。センサ４４０は、例えば、熱損失センサにしてもよい。熱損失センサ４４０は、導体からの熱損失を感知することによって圧力エンベロープ４２５内の絶対圧力を感知するように動作可能にしてもよい。熱損失は圧力エンベロープ４２５内、例えばロードロック１４０内の圧力に対応してもよい。センサ４４５はさらに圧力エンベロープ４２５に接続してもよい。センサ４４５は、例えば、イオン化センサにしてもよい。イオン化センサ４４５は、計測された気体の気体粒子と衝突する電子を放出してもよい。衝突は、電流を伝達するイオンを作成してもよい。電流量は圧力エンベロープ４２５内の気体密度および気体圧力に対応してもよく、次いでロードロック１４０内の圧力に対応してもよい。

例示的な実施形態では、センサ４３５、４４０、４４５はそれぞれ、異なる動作圧力範囲を有してもよい。例えば、高真空状態（例：１０＾−１０Ｔｏｒｒ乃至１０＾−２Ｔｏｒｒ）は、イオン化計測器（ＩＧ）４４５によって最も高精度に計測されてもよい。中程度の真空状態（例：１０＾−３乃至１０００Ｔｏｒｒ）は、熱損失（ＨＬ）センサによって最も高精度に計測されてもよい。図２に概略が図示されているように、低い真空状態から大気圧を計測するためにＰＲＤセンサ４３５を使用してもよい。機器４００は、各センサ４３５、４４０、４４５に通信可能に接続される信号プロセッサ４５５を含んでもよい。概して、信号プロセッサは、センサ信号を受信し、これを変換して所望の計測信号を出力することができる。理解されるように、計測機器４００は、雰囲気から高い真空状態（例：１３ディケード（ｄｅｃａｄｅｓ））の範囲にしてもよい１つ以上の所望のチャンバまたは処理装置１００のモジュール内で過渡状態および定常状態の圧力を計測するために使用してもよい。プロセッサ４５５は、以下に説明されるように、約１０＾−１０Ｔｏｒｒから約１０００Ｔｏｒｒの範囲の計測された圧力（またはその他の計測された特徴）を示す出力計測信号を生成するために、センサ４３５、４４０、４４５からの信号を使用可能である。

図３は、計測機器４００の基板処理装置１００への種々の接続の概略を示す。上述のように、例示的な実施形態の計測機器（図２も参照）は、装置１００に交換可能に設置またはこれから取り外してもよい統合パッケージにしてもよい。計測機器モジュールは、機器モジュールの圧力エンベロープ４２５が装置内の所望の雰囲気４５０と連通するように、装置１００の所望のセクション（例：輸送室３２５、プロセスモジュール３７０、ロードロック１３５、１４０）に機械的に接続してもよい。例えば、機器ハウジング４００Ｃを、適した固定具（例：スクリュー、簡易脱着クランプ等）によって装置１００のフレームに取り付けてもよい。機器モジュール４００はさらに、例えば有線の（例：ＵＳＢ）または無線のカップリング４５８によって、電源および通信のために装置１００に電気的に接続してもよい。信号プロセッサ４５５は、装置１００のシステム４６０を制御するためにカップリング４５８によって接続してもよい。例示的な実施形態では、信号プロセッサは、制御システム４６０と通信するセンサ４３５、４４０、および４４５からの複数の読取値を用いて出力計測信号を生成するように動作可能にしてもよい。例示的な実施形態では、制御システム４６０はさらに、基板移送装置２１０および３２０等の処理装置１００のその他のデバイスに接続してもよい。制御システムは、例えば、ロードポート１３５、１４０、処理モジュール３７０、装置１００の任意の他の適したデバイスおよび装置１００の外部の任意のデバイスにも接続してもよい。制御システム４６０は、輸送室３０５内の圧力を調整するための真空ポンプまたはシステム４６５、装置のモジュールおよびロードロック１４０に接続してもよい。例示的な実施形態では、制御システムは、前端２００の制御雰囲気１０５内の圧力を監視するための絶対圧力センサ４７０にも接続してもよい。制御システム４６０は、ロードロック１４０を通気するための通気弁に接続してもよく、ロードロックおよびプロセスモジュールの荷重弁４１０、４２０に接続してもよい。このため、制御システム４６０は、ロードロック１３５、１４０およびその他のプロセスモジュールによる基板の移送等、装置１００の動作を調整するように動作可能にしてもよい。機器モジュール、および／または制御システム４６０のプロセッサ４５５はさらに、制御システム４６０およびプロセッサ４５５に情報を入力可能な、さらにプロセッサ４５５からの表示された圧力計測（またはその他の計測された特徴）出力等の情報を表示可能な、適した入出力デバイス５１０（図３を参照）に直接またはリモートで接続してもよい。

処理装置１００の一実施例の動作において、基板は、ロードポート１２５においてドッキングされる基板カセット１３０から移送装置２１０によって除去してもよい。圧力センサ４７０は、制御環境１０５内の圧力を計測してもよく、計測された圧力を制御システム４６０に伝達してもよい。制御システム４６０はさらに、装置１００の所望のセクションの動作状態を識別および監視してもよい。例えば、制御システム４６０は、計測機器４００を使用して、輸送室３０５およびプロセスモジュールに所望の圧力または真空状態が存在するかどうかを決定または確認してもよい。理解されるように、イベント状態が所望のプロトコルに従っていない場合、制御システムは障害信号を生成してもよく、例えば（自動的またはオペレータの入力によって）修復手順を開始してもよい。実施例として、制御システムが計測機器４００の出力から、輸送室は所望の真空状態になっていないことを登録する場合、制御システムは所望の真空状態を確立するために真空ポンプを作動させてもよい。計測機器４００から輸送室３０５において所望の真空状態が確立されたという指示を受信すると、制御システムは自動的に真空ポンプの作動を停止してもよい。所望の雰囲気の状態の生成または保守は、同様に装置１００の任意の所望のセクションまたはモジュールで実行してもよい。制御システム４６０はさらに、ロードポートに接続される計測機器を使用して、ロードロック１３５、１４０の動作の状態および制御を決定してもよい。実施例として、計測機器４００は圧力センサ４３５、４４０、および４４５を使用してロードロック１４０内の圧力を計測してもよく、制御システム４６０へ（信号プロセッサ４５５からの）計測表示を送信してもよい。制御システムはロードロック１４０および制御環境の間の圧力計測表示を比較してもよく、ロードロック雰囲気４５０および制御環境１０５の間の圧力を均等化するように、ロードロック１４０内の圧力を制御するために真空ポンプ４６５を動作してもよい。ロードロック１４０の弁４１０、４２０の両方は、圧力が均一化されると密閉してもよい。圧力の均一化において、制御システムは、真空ポンプ４６５を制御するためのフィードバック信号を提供するために信号プロセッサ４５５からの統合出力を使用してもよい。上記のように、および、以下にさらに詳細に記載されるように、ロードロック１４０の（例：輸送室および周囲前端の、一致する雰囲気間）または装置の任意の他の所望のチャンバの圧力分散は、（例：ディケード）各センサ４３５、４４０、４４５の計測範囲が圧力分散全体における圧力を正確に計測するために十分ではなくてもよい。このためロードロック内の圧力を計測する計測機器からの圧力表示は、センサ４３５、４４０、４４５のうちの２つ以上に基づいてもよい。例えば、ロードロック、または任意の他のチャンバ／モジュールが高い真空状態にある場合に機器によって表示される圧力は、ＩＧセンサ４４５に基づいてもよく、低い真空状態では表示はＨＬセンサ４４０に基づいてもよく、大気圧では表示はＰＲＤセンサ４３５に基づいてもよい。図１および図３から理解されるように、ロードロック１４０および制御環境１０５の間の弁４１０は、制御システムが弁４００の圧力の均衡が取れていることを決定できるようにするプロセッサ４５５から適した圧力表示を受信すると、制御システム４６０で開けてもよい。センサからの圧力表示は、さらに入出力デバイス５１０（図３を参照）に表示してもよい。ロードロック雰囲気４５０および制御環境１０５の間の圧力は略等しいため、基板へ汚染物質の分散をもたらす可能性のある弁４１０の開放時に、大量の気体が存在しなくてもよい。制御システム４６０は、次に、ロードロック１４０および前端の間に基板を移送するために基板移送装置２１０を方向付けてもよい。基板の移送が完了すると、弁４１０は、後端３００の隔離環境３１０からと同様、前端の制御環境１０５から密閉されたロードロック雰囲気をそのままにして、閉じてもよい。制御システムは、真空ポンプ４６５を使用してロードロック内の圧力をポンプで抜くことで、ロードロック雰囲気４５０および隔離環境３１０の間の圧力を均等化してもよい。計測機器４００は制御システム４６０へフィードバック信号を提供してもよく、これは、真空ポンプ４６５の制御に使用してもよい。制御システムは、さらに、圧力センサ４７５を使用して隔離環境３１０内の圧力を監視してもよい。圧力が輸送室３０５のロードロック雰囲気４５０および隔離環境３１０の間でほぼ均衡化されていることを制御システムが決定すると、制御システムは、ロードロックおよび輸送室の間の基板の移送のためにロードロック１４０および輸送室３０５の間の弁を開いてもよい。このプロセスは、装置１００の前端および後端の間の基板の取り付けおよび取り外しのために、所望に応じて繰り返してもよい。同様に、プロセスモジュールおよび輸送室のうちの１つ以上に載置される計測機器４００は、輸送室および処理中に輸送室から隔離されたプロセスモジュールの間での基板の取り付け／取り外しを促進してもよい。理解されるように、上記に記載の実施例の動作は、例示的な実施形態の計測機器４００の用途を示すことが意図されているにすぎない。計測機器４００は、圧力または気体密度が計測される任意の適した用途等の任意の適した応用例で使用してもよい。別の実施形態において、計測機器は、任意の適した物理的数量または量を計測してもよい。

上記のように、例示的な実施形態では、圧力機器４００は、３つのセンサ４３５、４４０、４４５を使用して（別の実施形態で、チャンバの圧力変化の程度に応じて、より多いまたはより少ないセンサを使用してもよい）、所望のチャンバ／モジュール内の全圧力分散（例：１３ディケード、１０^−１０から１０^−３Ｔｏｒｒ）における圧力を計測するために構成してもよい。さらに、上述のように、例示的な実施形態では、各センサ４３５、４４０、４４５は、異なる圧力範囲、機器４００に所望の全体的な計測範囲を提供するために共に使用されている３つのセンサの異なる圧力範囲を有してもよい。プロセッサ４５５（図２乃至図３を参照）は、例示的な実施形態では、その計測された圧力出力（つまり機器からの表示された圧力）がセンサ４３５、４４０、４４５からの最良のデータに基づくようにプログラムしてもよい。従って、例示的な実施形態では、所定の圧力で、プロセッサ４４５のプログラミングは、以下に説明されるように、所定の圧力の最大精度のセンサからの計測データ（つまり最良データ）を使用する。例示的な実施形態では、各センサ４３５、４４０、４４５の圧力範囲、換言すると、各センサが機器のその他のセンサに対して最大の制度を有する圧力範囲を、プロセッサ４５５でプログラムしてもよい。実施例として、プロセッサ４５５（またはプロセッサ４５５によってアクセス可能な適切なメモリ位置）は、各センサの圧力範囲を識別および選択するために、適切なアルゴリズムまたは参照テーブル等のプログラミング４５６を有してもよい。例えば、プロセッサは、圧力計圧力範囲を確立するために、真の圧力を有する各センサからの表示された圧力（例：真の圧力の関数としての出力信号）に関する較正線を、直接または間接的に使用してもよい。各特定のセンサ４３５、４４０、４４５の較正情報を、例えばグローバルまたはローカルネットワーク上でダウンロードしてもよく、またはそうでない場合には任意の他の適した方法でプロセッサ４５５に入力してもよい。別の実施形態において、センサ較正情報をリモート位置で記憶してもよく（例えば機器の製造施設のＰＣ）、適した双方向通信パスを介して、プロセッサによって、所望に応じてアクセスしてもよい。その他の別の実施形態において、較正情報を、プロセッサ４５５により、固定載置された機器と共に、および公知のセンサ較正技術を使用して、生成してもよい。図６は２つのセンサ４３５、４４０、４４５のための典型的な較正線（例：増幅率）ＰＳ１、ＰＳ２を図示する。理解されるように、異なる種類のセンサのいくつか（例：ＩＧセンサ４４５またはＨＬセンサ４４０）の較正プロットまたは較正線は、異なる気体種類（例：制御空気、Ｎ_２、アルゴン）で変化してもよい。例示的な実施形態では、プロセッサ４５５のプログラミングは、チャンバでの計測が期待される気体種類に対応するセンサ較正情報の選択を行うように構成してもよい。例えば、異なる気体種類の各センサの較正線を、プロセッサ４５５のプログラム４５６に保存してもよい。プロセッサプログラム４５６は、各センサの対応する気体種類に各較正線を相互に関連付けてもよく、機器４００によって計測されるチャンバ圧力内の気体種類を識別する、入出力デバイス５１０または任意の他の所望の手段等からの入力の受信時に、適切な較正線を選択してもよい。別の実施形態において、プロセッサ４５５は、チャンバの気体種類を識別する入力を受信後にリモート位置から適切な較正線を読み取るまたはダウンロードしてもよい。

さらに理解されるように、所定の種類のセンサ（例：ＩＧ、ＨＬまたはＰＲＤ）では、センサ毎に較正線を変更してもよい。図６に示される較正線ＰＳ１、ＰＳ１’およびＰＳ２、ＰＳ２’は、同じ種類の異なるセンサの較正線または増幅率に存在する可能性のある分散を示す。上記のように、図６に示されるプロットは例示にすぎない。示される実施例において、線ＰＳ２、ＰＳ２’は異なるＰＲＤセンサに対応してもよく、線ＰＳ１、ＰＳ１’は異なるＨＬセンサに対応してもよい。線ＰＳ２、ＰＳ１は、それぞれ、機器４００のＰＲＤおよびＨＬセンサ４３５、４４０に対応してもよい。線ＰＳ１、ＰＳ１’、ＰＳ２、ＰＳ２’の特徴は例示的なものに過ぎず、別の実施形態においてセンサの較正線は任意の他の所望の特徴を有してもよい。異なるＰＲＤセンサの較正線ＰＳ２、ＰＳ２’は、異なるＨＬセンサの性能を示す較正線ＰＳ１、ＰＳ１’よりも比較的より高い増幅率を有するものとして、例示として、示される。別の実施形態において、異なる種類のセンサの相対的な増幅率は異なってもよい。ＩＧセンサ（図示せず）の較正線は図６に示される較正線とほぼ同様の特徴を有してもよく、ＩＧセンサ（センサ４４５等）およびＨＬセンサ（センサ４４０等）の較正線の間の関連は例えば、図６の較正線ＰＳ２、ＰＳ２’、ＰＳ１、ＰＳ１’で示されるものとほぼ同様にしてもよい。例示的な一実施形態において、プロセッサ４５５は、計算するようにプログラムしてもよく、またはそうでない場合には、例えば、各センサが最良のデータを提供する所定の気体種類圧力（またはその他の計測された特徴）範囲で対応するセンサ４３５、４４０、４４５の較正線ＰＳ１、ＰＳ１’、ＰＳ２、ＰＳ２’から識別してもよい。実施例として、（上記のように）プロセッサによって登録された気体種類の（機器４００の）特定のセンサ４３５、４４０、４４５の較正線は、所定の気体種類のために各センサ４３５、４４０、４４５の最良のデータ圧力範囲（または以下に圧力範囲として称されるもの）を確立するために、所望の閾値と比較してもよい。別の例示的な実施形態において、センサの圧力範囲は、入力する、またはリモート位置からプロセッサによってダウンロードしてもよい。上記から理解されるように、プロセッサで登録される圧力範囲は、センサに特有のものおよび種に特有のものであってもよい。実施例として、プロセッサプログラミング４５６は、種々の気体種類に対応する各センサ４３５、４４０、４４５の範囲情報を定義する情報（アルゴリズムまたはテーブル等）を含んでもよい。上記のように、プロセッサによって登録される各センサ４３５、４４０、４４５の圧力範囲と共に、プロセッサ４５５は、例示的な実施形態で、センサがチャンバの圧力変化を計測する際に、適切な圧力範囲のセンサからの圧力の読取値を使用してもよい。さらに、例示的な実施形態で理解されるように、計測された圧力が所定のセンサの圧力範囲を上回ると、プロセッサ４５５はセンサ間を遷移してもよい。

機器４００の計測範囲のギャップを防ぐために、センサ４３５、４４０、４４５の圧力範囲は、所望の重複を提供するように確立してもよい。このため、例えばＰＲＤセンサ４３５の圧力範囲はＨＬセンサ４４０の圧力範囲と重複してもよく、これは、さらに、ＩＧセンサ４４５の圧力範囲と重複してもよい。２つのセンサ４３５、４４０、４４５の間の典型的な重複領域は、対応するセンサ圧力範囲内のセンサのセンサ読取値を描画する線５０１、５０２を示す図４に図示されている。理解されるように、図４ａのセンサ性能線５０１、５０２（つまり各センサの真の圧力へのセンサ読取値の関連付け）は、図６に示されるセンサ較正線ＰＳ１、ＰＳ２の部分とほぼ同様である。さらに、例示的な実施形態では、線５０１、５０２はさらに、（真の圧力に対して）プロセッサから表示された圧力（Ｐ_ＩＮＤ）を表示してもよい。このため、以下にさらに詳細に記載されるように、例示的な実施形態では、プロセッサ４５５からの表示された圧力は、重複領域でさえもたった１つのセンサ４３５、４４０、４４５の現在の値（つまり圧力の読取値）の関数であり得る。従って、図４ａから理解されるように、重複量は最小限にでき、従来のシステムで望ましい重複範囲よりもずっと小さくできる。例えば、さらに以下に記載されているように、重複は、一つのセンサ４３５、４４０、４４５がその範囲の最後にある場合、その他のセンサからの読取値が有効となるためプロセッサによるセンサ間の切り替えが可能になるようにしてもよい。しかし、上記のように、センサ圧力範囲、および範囲終点は、気体種類の間と同様に、（同じ種類の）圧力計の間で変動してもよい。例示的な実施形態では、例えば機器４００からの圧力表示が、１つのセンサ４３５、４４０、４４５からの現在の圧力の読取値（値）を使用した最良のデータに基づいてもよいように、プロセッサは、センサの圧力範囲の終点、次いで、プロセッサがセンサ間の切り替えをする切替圧力（Ｐ_ＩＮＤ）を選択する、または選択を可能にするように構成してもよい。別の実施形態において、圧力表示がセンサを切り替える切替圧力（Ｐ_ＳＷ）は、例えば入出力デバイス５１０（図３を参照）を介し、オペレータによってプロセッサに入力してもよい、またはリモート位置からプロセッサによってダウンロードしてもよい。

再び図４ａを参照すると、上記のように、２つのセンサからの圧力読取値が真の圧力に対してどのように変化するかの実施例が示されている。図４ａにおいて、線５０１は、例えば、イオン化センサ４４５からの圧力の読取値を表してもよい。線５０２は、例えば、熱損失センサ４４０からの圧力の読取値を表してもよい。上記に記載のように、熱損失センサ４４０およびイオン化センサ４４５は、異なる動作範囲を有してもよい。従って、機器４００から表示された圧力を元にして切替圧力Ｐ_ＳＷを下回る圧力でイオン化センサ４４５からの圧力の読取値を使用する、および、閾値圧力Ｐ_ＳＷを上回る圧力で表示された圧力を元にして熱損失センサ４４０からの圧力の読取値を使用することが望ましい場合がある。図４ａに最も良く示されるように、２つのセンサからの読取値間の分散が生じる（図６も参照）。このため、センサ４４０、４４５は閾値圧力Ｐ_ＳＷにおいて同一の圧力読取値を生じなくてもよいため、切替圧力における２つのセンサ読取値間の切り替えにより、機器からの表示された圧力に急激な上昇または不連続が生じることになる。いくつかの種類の処理が行われる可能性のあるデータストリームにおける不連続の発生は、大変望ましくないものである。例えば、閾値圧力Ｐ_ＳＷにおけるまたはこの値付近で示された圧力の分化（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇ）により、圧力変化の割合で大きな値となり、これは、圧力制御フィードバックシステムでヒステリシスを生じさせる、または処理システムに不具合を生じさせ得る。例えば、低下する圧力の環境を監視している場合、まず、熱損失センサ４４０からの読取値を、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤを決定するために使用してもよい。これによって、線５０２をなぞることになる。熱損失センサ４４０からの読取値が閾値圧力Ｐ_ＳＷに達すると、イオン化センサ４４５からの読取値を、次に、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤを決定するために使用してもよい。これによって、線５０１をなぞることになる。しかし、図４ａに例示されているように、熱損失センサ４４０がＰ_ＳＷと等しいものとして圧力を読み取る場合、真の圧力はＰ_Ｃとなり、イオン化センサ４４５はＰ_Ｂの圧力を読み取る。Ｐ_ＢがＰＳ_Ｗと等しくないため、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤに急な変化が生じる。圧力におけるこの急な変化は真の物理的圧力の変化を反映せず、計測機器によって導入される人為的な現象にすぎない。圧力環境の上昇において同様の現象が生じてもよく、ここで、Ｐ_ＩＮＤはまず、センサ４４５の線５０１の読取値をなぞり、次にセンサ４４０の線５０２の読取値をなぞるように変化する。センサ４４５からの読取値が閾値圧力Ｐ_ＳＷに達すると、真の圧力はＰ_Ｄとなり、センサ４４０の圧力の読取値はＰ_Ａとなる。Ｐ_ＡはＰ_ＳＷとは異なる値のため、あるセンサの読取値から別の値へ切り替えるだけで、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤにおける急な上昇または不連続を生じることがある
図４ｂに示されるように、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤは、プロセッサをあるセンサの読取値から別のセンサの読取値に切り替える場合、２つのセンサの圧力読取値の差を徐々に遷移させるために、いくつかの範囲にわたって調整してもよい。遷移の例示的な実施形態では、信号プロセッサ４５５は、説明の目的上、「切替元」＝センサ（例：プロセッサがここから切替えられるセンサ）と称され得るものからの以前の圧力読取値を使用して、「切替先」（例：プロセッサが順にそこへ切り替えられるセンサ）センサからの現在の読取値を調整して、出力信号を生成することができる。図４ｂは、一実施例で、センサ間の遷移において真の圧力に対し出力信号Ｐ_ＩＮＤがどのように変化するかを示す。表示されているように、真の圧力が比較的高く、かつ低下している場合、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤは、熱損失センサ４４０からの読取値に直接対応する、および略等しくてもよいため、線５０２をなぞってもよい。センサ４４０からの圧力の読取値が閾値圧力ＰＳ_Ｗを下回ると_、Ｐ_ＩＮＤは次に、センサ４４５からの読取値によって決定されてもよい。しかし、Ｐ_ＩＮＤは、Ｐ_ＩＮＤがセンサ４４０（「切替元」センサ）の読取値による決定からセンサ４４５の読取値による決定へと切り替えられる点において、２つのセンサからの読取値の差を補填するために、センサ４４５（「切替先」センサ）からの読取値に対して調整される。こうして、Ｐ_ＩＮＤは、真の圧力が低下し続けている、曲線５０４をなぞる。ある点において、曲線５０４および線５０１が交わり、Ｐ_ＩＮＤはセンサ４４５の圧力の読取値と等しい。この圧力未満において、Ｐ_ＩＮＤは、センサ４４５の読取値に直接対応する、およびこれと略等しくてもよい。例示的な実施形態では、両センサ４３５、４４０、４４５の現在の読取値からＰ_ＩＮＤが決定される時点は存在しない。または、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤは、機器４００の累積された圧力範囲における唯一のセンサの読取値から決定してもよい。図４ｂはさらに、上昇する圧力環境におけるＰ_ＩＮＤの遷移を表してもよい曲線５０５を示す。圧力が比較的低く、かつ上昇している場合、Ｐ_ＩＮＤがＰ_ＳＷに達するまで、およびプロセッサが例えばセンサ４４５からセンサ４４０に切り替わると、Ｐ_ＩＮＤは、センサ４４５からの圧力の読取値から決定してもよく、および、これに略等しくてもよい。次に圧力が上昇を続けるとＰ_ＩＮＤは遷移曲線５０５をなぞってもよく、センサ４４０の現在の圧力の読取値によって決定してもよい。曲線５０５をなぞっている間、Ｐ_ＩＮＤは、センサ４４０の読取値に対して調整された値である。これにより、Ｐ_ＩＮＤがセンサ４４５から決定される状態からＰ_ＩＮＤがセンサ４４０から決定される別の状態への遷移時に、Ｐ_ＩＮＤの値の急激な変化を防止してもよい。圧力が上昇を続けると、曲線５０５は線５０２と交わり、Ｐ_ＩＮＤはセンサ４４０の読取値と等しい。より高い圧力のために、Ｐ_ＩＮＤは、センサ４４０の圧力の読取値に直接対応してもよく、およびこれと略等しくしてもよい。

図５は、機器センサ４３５、４４０、４４５の圧力読取値から装置１００のチャンバ等の表示された圧力の生成において信号プロセッサ４５５によって実行される処理の一例を示す、フローチャートである。フローチャートに従って動作信号プロセッサ４５５によって生成される実施例の結果を図６に示す。図５に示される例示的な実施形態では、ＰＳ１およびＰＳ２としてラベルされるブロック６００および６０５は、熱損失圧力センサ４４０から等のセンサの１つからの圧力の読取値ＰＳ１（上記に記載、図６も参照）を示してもよい。圧力の読取値ＰＳ２（さらに以下に記載される）は、ピエゾ抵抗ダイアフラム圧力センサ４３５から等、別のセンサからの圧力の読取値にしてもよい。同様に、ＰＳ２およびＰＳ１は、ＨＬおよびＩＧセンサ４４０、４４５からの各読取値にしてもよい。ブロック６００Ｉにおいて、システムは、初期化してもよい。理解されるように、システム初期化は、機器４００のプロセッサ４５５の開始／ブート時等の任意の時点で実行してもよい。例えば、プロセッサは、機器構成要素（センサ４３５、４４０、４４５を含む）の適正な動作を確認可能な所望の初期化ルーチンを実行してもよい。プロセッサは、プロセッサが、センサ間で遷移する際に対応するセンサの弁を調整するのに使用されるプログラムアルゴリズム（またはテーブル）と共に、センサの読取値を切り替える、対応するセンサおよび遷移点（つまりＰＳ_ｗ）のためにプロセッサによって利用される各圧力範囲等の動作パラメータを選択してもよい。プロセッサ４５５は、例えばチャンバにおける気体種類ブロック６００を登録することで動作パラメータを選択してもよい（上記のようにセンサ圧力範囲および遷移圧力は気体種類によって異なる場合がある）。気体種類（例：空気、Ｎ２、アルゴン）を、例えば入出力デバイス５１０（図３を参照）または気体種類をプロセッサに伝達可能ないずれか他のシステムまたはデバイスによって、オペレータ入力によって登録してもよい。気体種類を登録すると、プロセッサは、登録された気体種類のために各センサ４３５、４４０、４４５の対応する圧力範囲をブロック６００Ｂにおいて選択してもよい。プロセッサは、例えばセンサの圧力範囲を気体種類と相互に関連付ける内部メモリ４５６から参照テーブルにアクセスすることで、選択を実行してもよい。上記のように、プロセッサは、例えば、リモートセンサから登録された気体種類のためにセンサの圧力範囲を相互に関連付けるまたは確立する情報にアクセスしてもよい。別の実施形態において、各センサ４３５、４４０、４４５の圧力範囲は、入出力デバイスまたはいずれか他のセレクタによって各センサの各範囲を入力するオペレータによって選択してもよい。遷移圧力Ｐ_ＳＷは、センサの圧力範囲の選択によって定義してもよい。例えば、図４ａ、図４ｂに示されるように、センサ圧力範囲が上述のように決定される場合、センサ圧力範囲の端に対応するように、遷移圧力Ｐ_ＳＷを設定してもよい（例：センサ圧力範囲の端Ｐｃ、Ｐ_Ｄ、それぞれ曲線５０２、５０１の表示圧力に等しくＰ_ＳＷを設定してもよい）。遷移圧力Ｐ_ＳＷ値は、例えばプロセッサメモリ４５６においてプリセットおよび記憶してもよく、または別の実施形態において、プロセッサによってアクセス可能な任意のメモリ位置において、センサの圧力範囲の選択時において、選択に対応するＰ_ＳＷ値がプロセッサで識別可能になるようにしてもよい。換言すると、プロセッサは、圧力範囲選択のためのＰ_ＳＷの所定の値である。別の実施形態において、プロセッサは、センサからの最良のデータの利点を得るために、Ｐ_ＳＷの値を決定するようにプログラムしてもよい。上記のように、（同じ種類の）異なるセンサの精度および範囲は変化してもよい（例えば図６を参照）。このため、いくつかのセンサは、所定の種について、同じ種類のその他のセンサよりも広い範囲を有してもよい。これは図４において、補助線５０２ａによって示され、終末圧Ｐｃ^１、にて終端し、線５０２によって表示されたセンサ範囲と比較して広い範囲を示す。センサのより広い動作範囲を考慮すると、センサより広い範囲の利点を得るためにＰ_ＳＷ’として図４ａで識別された遷移圧力を確立し、（より小さい圧力範囲のセンサの）Ｐ_ＳＷで比較されるより低いＰ_ＳＷ’の値を設定することが望ましい。実施例として、（同じ種類のその他のものに対して）より広い範囲を有するセンサは機器のその他のセンサ４３５、４４０、４４５のうちの１つ以上についていくつかの利点（例より早い応答、より高い精度、種類にほぼ依存しない読取値）を有してもよく、このためそのより広い範囲においてこのセンサを採用するために所望であるようにしてもよい。実施例として、ＰＲＤセンサ４３５は、ＨＬセンサよりも高速な応答を有してもよい。従って、ＰＲＤセンサを最大限に使用することで切替圧力ＰＳｗ’（ＰＲＤおよびＨＬセンサの間の切替のために）をほぼＰＲＤセンサの制限／端Ｐｃ’に設定することが望ましい場合がある。このため、プロセッサ４５５は、ＰＲＤとＨＬセンサの間等の切替圧力の設定、および、上記のように、設定されたＰＳｗに対応して、圧力Ｐｄ’を終了させるためにＨＬセンサの識別された圧力範囲を調整して、上記の選択基準または因子、設定値でプログラムしてもよく、プロセッサ４５５は、値Ｐ_ＳＷ、Ｐ_ＳＷ’（例：識別された終点Ｐｃ、Ｐｃ’およびセンサ較正値から）を計算するためのデータおよび同様にＨＬセンサの圧力範囲の調整のためのデータによってプログラムしてもよい、または、このデータの計算にアクセス可能にしてもよい。プロセッサ４５５は、より高い精度またはいずれか他の所望の選択因子を有するセンサに対応するための切替圧力の設定値等の、センサ間で切替圧力Ｐ_ＳＷを選択するためのその他の所望の因子でプログラムしてもよい。

絶対的な読取値ＰＳ１、ＰＳ２のそれぞれは、ブロック６２０によって入力として機能する。さらに、ブロック６１０において開始モードは初期に設定される。ブロック６１０において、モードはＰＳ２に設定される。モードは、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤ、圧力が上昇しているまたは低下しているかどうか、および、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤを決定するために、プロセッサ４５５によって現在使用されているセンサの読取値の表示である。この実施例において、圧力は最初高く、次に低下しているため、Ｐ_ＩＮＤが最初はＰＳ２から決定すべきであり（つまり、例えば熱損失またはイオン化センサではなくＰＲＤセンサに基づいて）、圧力が低下していることを示すために、モードはＰＳ２−に設定される。さらにブロック６１０において、プロセッサは、さらに、選択された遷移パラメータにアクセスしてもよく、１と等しい変数ＫＳ１および０と等しい変数ＫＳ２の値を設定してもよい。これらの変数は、以下に説明するように、その他のブロックにおいてＰ_ＩＮＤを決定するために遷移パラメータに関連して使用してもよい。ブロック６２５において、ＰＳ１の読取値が有効である（例：センサ圧力範囲内である）かどうかが決定される。この実施例では、ＰＳ１の読取値は、既定の値Ｐ_ＨＨ未満である場合に有効であると決定される。Ｐ_ＨＨは、上記の熱損失センサ４４０の動作範囲の上部終点にしてもよく、熱損失センサの読取値ＰＳ１は、精度が不十分であってもよい。ブロック６３０において、現在のモードが、圧力が上昇しているまたは低下していることを決定するためにリードバック（ｒｅａｄｂａｃｋ）される。低下している場合、ブロック６３５が実行される。ブロック６３５において、ＰＳ２は選択された値Ｐ_ＳＷと比較される。ＰＳ２がＰ_ＳＷ未満である場合、ブロック６４０が実行される。そうでない場合には、以下に説明されるように、ブロック６９０が実行される。ブロック６４０において、モードは、Ｐ_ＩＮＤが熱損失センサからＰＳ１の読取値に現在応答することを示すためにＰＳ１に設定される。ブロック６４５において、ＰＳ１は閾値値Ｐ_Ｌと比較され、これは、Ｐ_ＩＮＤが熱損失センサからの読取値ＰＳ１に直接対応する領域の上部終点の値である。ＰＳ１がＰ_Ｌ未満である場合、ブロック６５０が実行される。そうでない場合には、以下に説明するように、Ｐ_ＩＮＤの値を生成するためにブロック７０５が実行される。ブロック６５０において、ＰＳ１は閾値Ｐ_ＬＬと比較され、これはＰＤＲセンサ４３５の動作圧力範囲の下部終点にしてもよく、これ未満では、ＰＲＤセンサは十分正確な読取値を生成するために動作可能とならない。ＰＳ１がＰ_ＬＬ未満である場合、ブロック６５５が実行される。そうでない場合には、ブロック６６５が実行される。ブロック６６５において、モードは、Ｐ_ＩＮＤが熱損失センサ４４０からの圧力の読取値ＰＳ１に現在応答しており、圧力は低下していることを示すためにＰＳ１＋に設定される。ブロック６６０において、ＫＳ２はＰＳ２−ＰＳ１に設定される。換言すると、ＫＳ２は、ＰＲＤセンサ４３５から生成される圧力の読取値および熱損失センサ４４０からの圧力の読取値の差に設定される。ステップ６６５において、Ｐ_ＩＮＤはＰＳ１、熱損失センサ４４０からの読取値に等しく設定され、ブロック６２０が再実行される。

ブロック６３０においてモードが圧力の上昇を示すポジティブに決定されると、ブロック６７０が実行される。ブロック６７０において、ＰＳ１はＰ_ＳＷと比較される。Ｐ_ＳＷがＰＳ１未満である場合、ブロック６７５が実行される。そうでない場合には、ブロック６５５が実行される。ブロック６７５において、モードは、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤがＰＲＤセンサ４３５によって生成された圧力の読取値ＰＳ２に応答し、圧力が上昇していることを示すＰＳ２＋に設定される。ブロック６８０において、ＰＳ２をＰ_Ｈと比較し、これは、表示された圧力Ｐ_ＩＮＤはＰＲＤセンサ４３５と共に生成される圧力の読取値ＰＳ２と直接対応する圧力領域の終点にしてもよい。ＰＳ２がＰ_Ｈより大きい場合には、ブロック６８５が実行される。そうでない場合には、Ｐ_ＩＮＤの値を生成するためにブロック７１０が実行される。ブロック６８５において、ＰＳ２はＰ_ＨＨと比較され、これは、センサ４４０は精度が十分でなくてもよい上記の熱損失センサ４４０の範囲の上部終点にしてもよい。ＰＳ２がＰ_ＨＨより大きい場合、ブロック６９０が実行される。そうでない場合には、ブロック７００が実行される。ブロック６９０において、ＫＳ１はＰＳ１においてＰＳ２の比率と等しく設定される。ブロック６９５において、モードは、Ｐ_ＩＮＤはＰＳ２に応答し、低下していることを示すために、ＰＳ２−に設定される。ブロック７００において、Ｐ_ＩＮＤはＰＳ２と等しく設定される。ブロック６２０が次に再実行される。

圧力が低下している場合にブロック７０５が実行され、ＰＲＤセンサ４３５から生成される読取値ＰＳ２は閾値値Ｐ_ＳＷ未満であり、熱損失センサ４４０からの読取値ＰＳ１は上記の閾値値Ｐ_Ｌである。これはＰ_ＩＮＤがＰＳ１に応答し、ＰＳ２に応答しない、およびＰ_ＩＮＤがＰＳ１の調整された値である範囲であり、この調整はＰ_ＩＮＤ曲線を円滑化し、不連続、上昇、および大規模の微分を回避する。ブロック７０５は、以下の式に従い、Ｐ_ＩＮＤの値を定義する。

（数１）

ＫＳ１−１
１−Ｐ_Ｌ ──────
ＰＳ_Ｗ−Ｐ_Ｌ
Ｐ_ＩＮＤ＝ＰＳ１────────────
ＫＳ１−１
１−ＰＳ１──────
ＰＳ_Ｗ−Ｐ_Ｌ

圧力が上昇する場合にブロック７１０が実行され、熱損失センサ４４０から行われる読取値ＰＳ１は上記の閾値値Ｐ_ＳＷであり、ＰＲＤセンサ４３５から行われる読取値ＰＳ２は閾値値Ｐ_Ｈ未満である。これはＰ_ＩＮＤがＰＳ２に応答し、ＰＳ１に応答しない範囲であり、Ｐ_ＩＮＤはＰＳ２の調整された値であり、この調整によりＰ_ＩＮＤ曲線が円滑化され、不連続、上昇、および大規模の微分が回避される。ブロック７１０は、以下の式に従ってＰ_ＩＮＤの値を定義する。

（数２）

Ｐ_ＨＸＫＳ２
ＰＳ２＋ ────────
ＰＳ_Ｗ−Ｐ_Ｈ
Ｐ_ＩＮＤ＝ ──────────────
ＫＳ２
１＋ ──────
ＰＳ_Ｗ−Ｐ_Ｈ

再び図６を参照すると、図５のフローチャートによって図示されるプロセスから生じ得るＰ_ＩＮＤの値の実施例の図も示されている。図示されているように、圧力が上昇しているか低下しているかに関係なく、閾値Ｐ_ＳＷで表示された値Ｐ_ＩＮＤに不連続は存在しない。閾値圧力Ｐ_ＳＷにおいてＰ_ＩＮＤをＰ_ＩＮＤ＝ＰＳ２およびＰ_ＩＮＤ＝ＰＳ１の間で単に切り替える場合に生じるように、Ｐ_ＩＮＤの急激な変化は見られないため、閾値値Ｐ_ＳＷ（またはＰ_ＩＮＤ曲線上のその他の位置）におけるまたはこの値の付近のＰ_ＩＮＤの導関数または勾配の計算によって、高い振幅の値は生じない可能性がある。従って、例えばロードロック雰囲気４５０の圧力等、Ｐ_ＩＮＤの導関数を制御圧力のフィードバックとして使用してもよい。

上記のように、例示的な計測機器は、ＰＤＲセンサ４３５および熱損失センサ４４０の他に、イオン化センサ４４５を有してもよい。３つ全てのセンサからの読取値は、拡張範囲にわたって動作可能な表示された圧力出力の生成に使用してもよい。例えば、熱損失センサ４４０の動作圧力範囲未満の圧力において、表示された圧力はイオン化センサ４４５の読取値から決定してもよく、これはセンサ４４０よりも低い圧力範囲で動作してもよい。表示された圧力をセンサ４４０の読取値から決定する状態から、表示された圧力をセンサ４４５の読取値から決定する状態への遷移は、センサ４３５の読取値の使用およびセンサ４４０の読取値の間の遷移のために、図５および図６を参照し、上述と略同様に処理してよい。このため、計測機器は、イオン化センサ４４５の動作範囲、さらに熱損失センサ４４０およびＰＲＤセンサ４３５の動作範囲を含む拡張動作範囲において圧力を示すように動作可能にしてもよい。計測機器４００の拡張動作範囲において、表示された圧力は、常に、センサのうちの１つのみの読取値から決定してもよい、さらに圧力は、あるセンサの読取値から別の読取値へと遷移することによって生じる表示された圧力の任意の上昇または不連続なしで表示してもよい。その他の実施形態において、計測機器は例えば２つのセンサを有してもよく、またはいずれか他の適した数のセンサを有してもよい。その他の実施形態において、任意の適した物理的特徴は、センサによって計測し、機器によって表示してもよい（例：質量、力、光強度、磁場強度、またはその他の物理的数量または特徴）。

上述の記載は本発明を説明するものに過ぎないことが理解されよう。当業者によって、本発明から逸脱せずに、種々の変更および修正を考案することが可能である。従って、本発明は、添付の請求項の範囲において全てのこれらの代替例、修正例および変形例を含むことを意図する。

Claims

計測機器であって、
物理的特徴の計測を実施する計測信号を出力するように適合されるプロセッサと、
前記プロセッサに接続され、前記物理的特徴の第１の計測を生じるように動作可能な第１のセンサと、
前記プロセッサに接続され、前記物理的特徴の第２の計測を生じるように動作可能な第２のセンサと、
前記プロセッサに接続され、前記第１のセンサと前記第２のセンサとの間の既定の遷移の選択を実行するように構成される遷移セレクタとを含み、
前記プロセッサは、前記計測信号が前記第１の計測に依存し前記第２の計測に依存しない第１の計測範囲を定義し、前記計測信号が前記第２の計測に依存し前記第１の計測に依存しない第２の計測範囲を定義し、前記第１の範囲および前記第２の範囲は、前記第１の範囲と前記第２の範囲との間の前記計測信号遷移において前記計測が実施される前記既定の遷移で交わり、前記第１の計測および前記第２の計測は前記遷移で異なり、前記計測信号で実施される前記計測は、実質的に急激に変化することなく前記遷移と交差する、計測機器。
前記計測が前記第１の範囲から前記第２の範囲への前記遷移を交差する際に急激に変化しないように、前記計測信号で実施される前記計測は、前記第２の範囲の少なくとも一部にわたり、前記第２の計測に対して調整される、請求項１に記載の計測機器。
前記物理的特徴は圧力である、請求項１に記載の計測機器。
前記物理的特徴は気体密度である、請求項１に記載の計測機器。
前記計測信号で実施される前記計測は前記第１の範囲の少なくとも一部にわたって前記第１の計測と略等しく、前記計測信号で実施される前記計測は前記第２の範囲の少なくとも一部にわたって前記第２の計測と略等しい、請求項１に記載の計測機器。
内部に雰囲気を有する少なくとも１つのモジュールと、前記モジュール内の前記雰囲気の前記物理的特徴を計測するための前記少なくとも１つのモジュールに接続される、請求項１に記載の計測機器とを含む、工作物処理装置。
圧力計であって、
圧力インジケータと、
前記圧力インジケータに接続され、第１の圧力読取値を生じるように動作可能な第１の圧力センサと、
前記圧力インジケータに接続され、第２の圧力読取値を生じるように動作可能な第２の圧力センサとを含み、
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が選択可能な既定の圧力値を上回り、かつ低下している場合に、前記第２の圧力読取値に応答せずに、前記第１の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成され、
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が前記選択可能な既定の圧力値未満であり、かつ低下している場合に、前記第１の圧力読取値に応答せずに、前記第２の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成され、
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が前記既定の圧力値と略等しい場合に、前記既定の圧力値を含む表示された圧力範囲にわたって略連続関数として圧力を表示するように構成され、前記第２の圧力読取値は前記第１の圧力読取値とは異なる、圧力計。
前記第１の圧力読取値が前記選択可能な既定の圧力値を上回る場合に、前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値と略等しい圧力を表示するように構成される、請求項７に記載の圧力計。
前記第１の圧力読取値が前記既定の圧力値よりも低い第２の既定の圧力値未満である場合に、前記圧力インジケータは、前記第２の圧力読取値と略等しい圧力を表示するようにさらに構成される、請求項８に記載の圧力計。
前記第２の既定の圧力値は多数の異なる既定の圧力値から選択可能であり、前記圧力インジケータは前記選択可能な既定の圧力値および前記第２の既定の圧力値を選択するためのセレクタを有する、請求項９に記載の圧力計。
前記圧力インジケータは、前記第２の既定の圧力の閾値を含む範囲にわたり連続微分可能関数として圧力を表示するように構成される、請求項９に記載の圧力計。
前記表示された圧力には前記既定の圧力値間の変曲点がない、請求項１１に記載の圧力計。
前記既定の圧力値は遷移圧力範囲の終点を定義し、前記圧力インジケータは、調整された圧力読取値が前記既定の圧力において前記第１の圧力読取値と等しくなるように、前記遷移圧力範囲内で、前記第２の圧力読取値に対して、前記第２の圧力に応答し、かつ調整される前記調整された圧力読取値を表示するように構成される、請求項９に記載の圧力計。
圧力計であって、
圧力インジケータと、
前記圧力インジケータに接続され、第１の圧力読取値を生じるように動作可能な第１の圧力センサと、
前記圧力インジケータに接続され、第２の圧力読取値を生じるように動作可能な第２の圧力センサと、を含み、
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が選択可能な既定の圧力値を下回り、かつ上昇している場合に、前記第２の圧力読取値に応答せずに、前記第１の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成され、
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が前記選択可能な既定の圧力値を上回り、かつ上昇している場合に、前記第１の圧力読取値に応答せずに、前記第２の圧力読取値に対して応答可能に圧力を表示するように構成され、
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が前記既定の圧力値と略等しい場合に、前記既定の圧力値を含む表示圧力範囲にわたり連続関数として圧力を表示するように構成され、前記第２の圧力読取値は前記第１の圧力読取値とは異なる、圧力計。
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が既定の圧力値を下回り、かつ上昇している場合に、前記第１の圧力読取値と略等しい圧力を表示するように構成される、請求項１４に記載の圧力計。
前記圧力インジケータは、前記第１の圧力読取値が、前記既定の圧力値よりも低い第２の既定の圧力値未満である場合に、前記第２の圧力読取値と略等しい圧力を表示するようにさらに構成される、請求項１５に記載の圧力計。
前記圧力インジケータは、前記第２の既定の圧力値を含む範囲にわたり、連続微分可能関数として圧力を表示するように構成される、請求項１６に記載の圧力計。
方法であって、
第１のセンサによって定量化可能な物理的特性の第１の読取値を生成するステップと、
第２のセンサによって前記定量化可能な物理的特性の第２の読取値を生成するステップと、
プロセッサによって、多数の異なる選択可能な遷移の規模から遷移規模を選択するステップと、
前記物理的特徴の第１の範囲にわたり、前記第１の読取値のみに応答可能な前記物理的特性の規模を表示するステップと、
前記物理的特性の前記遷移規模において前記第１の範囲に隣接する前記物理的特徴の第２の範囲にわたり、前記第２の読取値のみに応答可能な前記物理的特性の規模を表示するステップと、
前記表示された規模が前記第１の範囲と第２の範囲との間の遷移において急激に変化しないように、前記第１の領域または前記第２の領域のうちの少なくとも１つにおける前記物理的特性の前記表示された規模を調整するステップであって、前記第１の読取値および前記第２の読取値は前記遷移規模では異なるステップと、を含む方法。
前記表示された規模は、前記物理的特性が低下している場合に前記第２の範囲でのみ調整される、請求項１８に記載の方法。
前記表示された規模は、前記物理的特性が上昇している場合に前記第１の範囲でのみ調整される、請求項１９に記載の方法。
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサのうちの少なくとも１つは、ピエゾ抵抗ダイアフラム（ＰＲＤ）センサ、熱損失（ＨＬ）センサおよびイオン化センサのうちの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の計測機器。
前記プロセッサに接続され、前記物理的特徴の第３の計測を生じるように動作可能である第３のセンサをさらに含み、前記遷移セレクタは前記第１のセンサ、前記第２のセンサおよび前記第３のセンサの間の既定の遷移の選択を実行するように構成される、請求項１に記載の計測機器。